JP2007068373A - リニアアクチュエータ、ポンプ装置、およびコンプレッサー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することにより、外径寸法の縮小を図ることのできるリニアアクチュエータ、ポンプ装置、およびコンプレッサー装置を提供すること。
【解決手段】 リニアアクチュエータ１は、外周側でアウターヨーク４を構成している分割ヨーク４０に対する外接円によって、その外径寸法が規定される。分割ヨーク４０の外周面は、周方向の両端部分４０１、４０３が周方向の中央部分４０２よりも径方向内側に凹んでいるため、分割ヨーク４００に対する外接円が小さいので、リニアアクチュエータ１の外径寸法を縮小できる。また、周方向の両端部分４０１、４０３は、周方向の中央部分４０２よりも段差４００を介して半径方向内側に凹んでおり、かかる構造であれば、磁性板を積層して分割ヨーク４０を製作する際、磁性板をずらすことにより構成できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、リニアアクチュエータ、およびそれを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置に関するものである。さらに詳しくは、リニアアクチュエータに搭載されるアウターヨーク、およびマグネットに関するものである。

各種のリニアアクチュエータのうち、図１０に平面構成を模式的に示すリニアアクチュエータでは、略環状のインナーヨーク３と、このインナーヨーク３との間に軸線方向で離間する第１の隙間６および第２の隙間７を形成するようにインナーヨーク３に対向配置された略環状のアウターヨーク４と、アウターヨーク４、第１の隙間６、インナーヨーク３、第２の隙間７、およびアウターヨーク４を磁路として第１の隙間６および第２の隙間７に交番磁界を発生させるコイル８と、インナーヨーク３とアウターヨーク４との間にマグネット９を備え、交番磁界に連動して軸線方向に往復駆動される可動体５とを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなアクチュエータにおいて、コイル８は、インナーヨーク３の周りを囲むように巻回され、アウターヨーク４は、コイルの外周側に位置する部分からコイル８の両端面を通ってコイル８の内側に延びて、先端側には、インナーヨーク３の外周面に対向して第１の隙間６を構成する第１の対向部分４１０と、インナーヨーク３の外周面に対向して第２の隙間７を構成する第２の対向部分４２０とを備えている。

ここで、アウターヨーク４は、多角形の辺部分を構成するように周方向で分割された複数の分割ヨーク４０からなり、かつ、複数の分割ヨーク４０は各々、磁性板を複数枚、略完全に重ねることにより構成されている。
特開２００４−２８２９４３号公報

このようなリニアアクチュエータは、最も外周側に位置するアウターヨーク４に対する外接円によって、その外径寸法が規定される。従って、リニアアクチュエータの外径寸法を縮小するには、アウターヨーク４自身あるいはアウターヨーク４の内側に配置されている部材を小型化する必要がある。

しかしながら、アウターヨーク４自身あるいはアウターヨーク４の内側に配置されている部材を小型化すると、その分、磁路の断面積が狭くなって飽和磁束密度が低下するなどの影響で出力が低下するという問題点がある。

特に、磁性板を複数枚、積層することにより、分割ヨーク４０を構成した場合、その外周面で両端に位置する角で外接円の径が規定されるため、アウターヨーク４の周方向の中央部分の外周側にデッドスペースが形成されることになる。このようなデッドスペースを狭めるには、分割ヨーク４０の外周面を円弧状にすればよいが、このような分割ヨーク４０を製作するには多大な手間がかかるため、製造コストが大幅に増大する。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することにより、外径寸法の縮小を図ることのできるリニアアクチュエータ、ポンプ装置、およびコンプレッサー装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、略環状のインナーヨークと、該インナーヨークとの間に軸線方向で離間する第１の隙間および第２の隙間を形成するように当該インナーヨークに対向配置された略環状のアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウターヨークを磁路として前記第１の隙間および前記第２の隙間に交番磁界を発生させるコイルと、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間にマグネットを備え、前記交番磁界に連動して軸線方向に往復駆動される可動体とを有するリニアアクチュエータにおいて、前記アウターヨークは、多角形の辺部分を構成するように周方向で分割された複数の分割ヨークからなり、当該分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも段差を介して半径方向内側に凹んでいることを特徴とする。

本発明に係るリニアアクチュエータでは、外周側でアウターヨークを構成している分割ヨークに対する外接円によって、その外径寸法が規定されるが、本形態の分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも径方向内側に凹んでいるため、分割ヨークに対する外接円が小さい。従って、リニアアクチュエータの外径寸法を縮小できる。また、複数の分割ヨークの各外周面において、周方向の両端部分は、周方向の中央部分よりも段差を介して半径方向内側に凹んでおり、かかる構造であれば、磁性板を積層して分割ヨークを製作する際、磁性板をずらすなどの方法で実現できる。それ故、アウターヨークを構成する分割ヨークの外周面を円弧状に形成する場合と違って、生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することができる。また、アウターヨーク自身あるいはアウターヨークの内側に配置されている部材を小型化する必要がないので、磁路の断面積が広く、高い出力を確保することができる。

本発明において、前記コイルは、前記インナーヨークの周りを囲むように巻回され、前記アウターヨークは、例えば、前記コイルの外周側に位置する部分から当該コイルの両端面を通って当該コイルの内側に延びて、先端側には、前記インナーヨークの外周面に対向して前記第１の隙間を構成する第１の対向部分と、前記インナーヨークの外周面に対向して前記第２の隙間を構成する第２の対向部分とを備えている。このような構造のアウターヨークの場合には特に、磁性板を積層してアウターヨークを製作すれば安価に製造できる。

本発明において、前記複数の分割ヨークは、同一形状の磁性板を複数枚、周方向に積層した積層体からなり、当該分割ヨークでは、前記磁性板を半径方向にずらして積層することにより、当該分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも半径方向内側に凹んでいる。

本発明において、前記複数の分割ヨークは、前記磁性板を複数枚、略完全に重ねた複数のブロック体から構成され、当該複数のブロック体のうち、前記分割ヨークの周方向の両端部分に配置されるブロック体は、周方向の中央部分に配置されるブロック体よりも半径方向内側に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、磁性板を１枚ずつ、ずらす必要がないので、生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することができる。

本発明において、前記マグネットは、前記複数の分割ヨークの各々に対向する複数の板状マグネット片からなり、当該板状マグネット片において、前記アウターヨークの内周面と対向する外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分より半径方向内側に凹んだ形状を備えていることが好ましい。アウターヨークを構成する分割ヨークの各外周面において、周方向の両端部分を周方向の中央部分よりも凹ませた場合、その分、分割ヨークの内周面では、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも内側に突出するが、それに合わせて、当該板状マグネット片の形状を設定すれば、分割ヨークと板状マグネット片とを好適に対向させることができる。

この場合、前記板状マグネット片は、周方向の両端部分における前記アウターヨークとの隙間を周方向の中央部分における前記アウターヨークとの隙間よりも広くする形状を備え、前記可動体は、前記板状マグネット片の両端部分が各々装着される縦溝を備えたマグネット保持体を備えていることが好ましい。このように構成すると、板状マグネット片として強力なマグネットを用いた場合でも、板状マグネット同士がマグネットホルダで固定されているので、組立工程において、板状マグネット片同士が吸着あるいは反発することにより組立作業を妨げることがない。また、板状マグネット片とアウターヨークとの隙間は、両端部分が広いので、板状マグネット片をインサート成形してマグネット保持体を形成することができる。

本発明に係るリニアアクチュエータは、ポンプ装置やコンプレッサー装置に用いることができる。

本発明に係るリニアアクチュエータでは、外周側でアウターヨークを構成している分割ヨークに対する外接円によって、その外径寸法が規定されるが、本形態の分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも径方向内側に凹んでいるため、分割ヨークに対する外接円が小さい。従って、リニアアクチュエータの外径寸法を縮小できる。また、複数の分割ヨークの各外周面において、周方向の両端部分は、周方向の中央部分よりも段差を介して半径方向内側に凹んでおり、かかる構造であれば、磁性板を積層して分割ヨークを製作する際、磁性板をずらすなどの方法で容易に実現できる。それ故、アウターヨークを構成する分割ヨークの外周面を円弧状に形成する場合と違って、生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することができる。また、このような構成によれば、アウターヨーク自身あるいはアウターヨークの内側に配置されている部材を小型化する必要がないので、磁路の断面積が広く、高い出力を確保することができる。よって、高出力で小型のリニアアクチュエータを実現できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したリニアアクチュエータの一例を説明する。

［リニアアクチュエータの構成］
（全体構造、および動作）
図１は、本発明を適用したリニアアクチュエータの斜視図である。図２は、図１に示すリニアアクチュエータをステータ部と可動体とに分解したときの斜視図である。図３および図４は各々、本発明を適用したリニアアクチュエータの横断面図、および右半分を切り欠いて示す側面図である。

図１および図２において、本形態におけるリニアアクチュエータ１は、各種流体を供給するためのポンプ装置、あるいはコンプレッサー装置に用いられるもので、ステータ側を保持するフレーム１１と、このフレーム１１に対して軸線Ｌに沿って直線移動可能な可動体５と、全体を下端で保持するフレーム１２とから構成されている。フレーム１２上には、略環状のインナーヨーク３と、このインナーヨーク３の外側に配置された略環状のアウターヨーク４と、インナーヨーク４の周りに巻回されたコイル（図示せず）とが搭載されている。また、可動体５は、上底部５１を備えた角筒形状を備え、各インナーヨーク３とアウターヨーク４との間に形成された隙間内に位置するマグネット９を備えている。可動体５の上底部５１は、作動軸（図示せず）の基端側の固定部になっている。

図２および図３において、インナーヨーク３は、軸線方向からみたときに正八角形の辺に相当する位置に分割され、周方向に等角度間隔に８枚、環状に配置されている。各インナーヨーク３は、磁性板の積層体からなる平板状を有しており、アウターヨーク４と対向する外面、および内面のいずれもが平面になっている。

アウターヨーク４も、インナーヨーク３と同様、軸線方向からみたときに正八角形の辺部を構成する８つの分割ヨーク４０から構成され、かかる８つの分割ヨーク４０は、周方向に等角度間隔に８個、環状に配置されている。

図３および図４に示すように、アウターヨーク４は、断面Ｕ字形状を備えた第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２が軸線方向で重ねられた構成になっている。

第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２はそれぞれ、コイル８の外周側に位置する部分からコイル８の両端面を通ってコイル８の内側に延びており、先端側は第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０としてインナーヨーク３の外周面と対向している。そして、インナーヨーク３の外周面と第１の対向部分４１０との間、およびインナーヨーク３の外周面と第２の対向部分４２０との間には、軸線方向で離間する第１の隙間６、および第２の隙間７が形成されている。また、コイル８の外周側において、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２の端部４１９、４２９同士は当接している。このように構成したアウターヨーク４は、フレーム１１、１２によって保持、固定されている。

図２および図４において、可動体５は、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石などからなるマグネット９がインナーヨーク３とアウターヨーク４との第１の隙間６と、第２の隙間７に跨るように配置され、マグネット９は、表裏がそれぞれ反対の極に着磁されている。

マグネット９は、軸線方向からみたときに正八角形の辺に相当する位置に分割配置された８枚の板状マグネット片９０から構成され、かかる８枚の板状マグネット片９０は、可動体５において周方向に等角度間隔に８個、環状に配置されている。

アウターヨーク４において、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２の間に構成される空間内には、樹脂成形品からなるコイルボビン８０が配置され、このコイルボビン８０の胴部８１にはコイル８が巻回されている。コイルボビン８０においてコイル８の巻回部分は、外側が樹脂製のカバー８９で覆われている。

ここで、コイルボビン８０の胴部８１は、コイル８とアウターヨーク４の第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０との絶縁を確保している。すなわち、胴部８１の内周面には、第１の対向部分４１０の端部、および第２の対向部分４２０の端部の双方と係合して、第１および第２の対向部分４１０、４２０がマグネット９に吸引されて変位することを防止する係合部として、インナーヨーク３に向かって突出する係合突起８２が形成されている。これに対して、第１の対向部分４１０の端部、および第２の対向部分４２０の端部には、コイルボビン８０の突起８２と係合する凹部がそれぞれ形成されている。従って、第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０は、マグネット９の吸引力を受けてもコイルボビン８０によって保持されているので、半径方向に変位することがない。また、マグネット９に引き寄せられる部分が２つの対向部分４１０、４２０で入れ替わっても、磁気振動が発生しないので、磁気振動を防止するための格別な対策を施す必要がない。

（動作）
図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの動作を示す説明図である。

本形態のリニアアクチュエータ１において、マグネット９の内側の面がＳ極に着磁され、外側の面がＮ極に着磁されている場合には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、点線の矢印Ｂ１、Ｂ２で示す磁界が発生している。この状態でコイル８に交流電流を流したとき、図５（Ａ）に示すように、図面の向こう側から手前側に電流が流れている期間では、点線の矢印Ｂ３に示す磁界が発生し、第１の隙間６の側では、マグネット９からの磁界とコイル８からの磁力線の向きが同一であるに対して、第２の隙間７の側ではマグネット９からの磁界とコイル８からの磁力線の向きが反対である。その結果、マグネット９には、軸線方向における下方（第２の隙間７の方）に向かう力が作用する。

これに対して、図５（Ｂ）に示すように、図面の手前側から向こう側に電流が流れている期間では、点線の矢印Ｂ４に示す磁界が発生し、第１の隙間６の側では、マグネット９からの磁界とコイル８からの磁力線の向きが反対であるに対して、第２の隙間７の側ではマグネット９からの磁界とコイル８からの磁力線の向きが同一である。その結果、マグネット９には、軸線方向における上方（第１の隙間６の方）に向かう力が作用する。

このようにしてマグネット９には、コイル８による交番磁界の向きに対応して、軸線方向に加わる力の向きが入れ代わるので、それと一体の可動体５が軸線方向に振動し、可動体５に取り付けられたピストンから往復直線運動を出力することができる。また、アウターヨーク４、インナーヨーク３、およびマグネット９は、軸線方向からみたときに円環状となるように形成されているため、周方向全体から可動体５に対する推力を得ることができる。

（インナーヨークおよびアウターヨークの詳細構成）
図６（Ａ）、（Ｂ）は各々、本発明を適用したリニアアクチュエータに用いたインナーヨークの説明図、およびアウターヨークを構成する分割ヨークの説明図である。

図２および図６（Ａ）において、インナーヨーク３は、同一形状の磁性板を複数枚、略完全に重ねた積層体からなり、アウターヨーク４との対向面（外面）、およびその裏面（内面）のいずれもが平面になっている。

図２および図６（Ｂ）において、アウターヨーク４は、それを構成する第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２のいずれにおいても、正八角形の辺部を構成する分割ヨーク４０から構成され、かかる分割ヨーク４０は、同一形状の磁性板を複数枚、略完全に重ねた３つのブロック体４１１、４１２、４１３、４２１、４２２、４２３から構成されている。

ここで、第１のアウターヨーク部材４１では、３つのブロック体４１１、４１２、４１３のうち、分割ヨーク４０の周方向の両端部分に配置されるブロック体４１１、４１３は、周方向の中央部分に配置されるブロック体４１２よりも半径方向内側に配置されている。また、第２のアウターヨーク部材４２でも、第１のアウターヨーク部材４１と同様、３つのブロック体４２１、４２２、４２３のうち、分割ヨーク４０の周方向の両端部分に配置されるブロック体４２１、４２３は、周方向の中央部分に配置されるブロック体４２２よりも半径方向内側に配置されている。

従って、図３に示すように、複数の分割ヨーク４０の各外周面は、周方向の両端部分４０１、４０３が周方向の中央部分４０２よりも段差４００を介して半径方向内側に凹んでいる。

（可動体の詳細構成）
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの可動体側の平面図、縦断面図、底断面図、板状マグネット片の斜視図、およびマグネット保持部の拡大平面図である。

図２、図３および図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、可動体５は、カップ状を有し、その角筒状の胴部に対して、マグネット９を構成する８枚の板状マグネット片９０が保持されている。

板状マグネット片９０は、樹脂製のマグネット保持部５２に形成されている縦溝５２０に両端部を差し込んだ状態で保持されている。マグネット保持部５２は、軸線方向からみたときに略五角形の平面形状を有しており、図３および図７（Ｅ）に示すように、五角形の底部に相当する部分は、隣接するインナーヨーク３の間に楔状に入り込んでいる一方、
五角形の頂部に相当する部分は、隣接するアウターヨーク４（分割ヨーク４０）の間に入り込んでいる。

このように構成するにあたって、複数の板状マグネット片９０は各々、アウターヨーク４を構成する分割ヨーク４０の内周面に対向しているが、分割ヨーク４０の外周面は、周方向の両端部分４０１、４０３が周方向の中央部分４０２よりも段差４００を介して半径方向内側に凹んでいる分、分割ヨーク４０の内周面は、周方向の両端部分４０６、４０８が周方向の中央部分４０７よりも段差４０５を介して半径方向内側に突出している。

そこで、本形態では、板状マグネット片９０については、インナーヨーク３と対向する内面は平坦面であるが、アウターヨーク４と対向する外面は、分割ヨーク４０の内周面の形状に沿った曲面で構成され、周方向の両端部分９０１、９０３が周方向の中央部分９０２よりも半径方向内側に凹んでいる。しかも、板状マグネット片９０の外面において、周方向の両端部分９０１、９０３が周方向の中央部分９０２よりも半径方向内側に凹んでいる度合いは、分割ヨーク４０の内周面で、周方向の両端部分４０６、４０８が周方向の中央部分４０７よりも段差４０５を介して半径方向内側に突出している度合いよりも大きい。このため、板状マグネット片９０の外面における周方向の両端部分９０１、９０３と分割ヨーク４０の内周面における周方向の両端部分４０６、４０８との対向距離は、板状マグネット片９０の外面における周方向の中央部分９０２と分割ヨーク４０の内周面における周方向の中央部分４０７との対向距離よりも広い。従って、本形態では、可動体５を樹脂成形する際、板状マグネット片９０をインサート成形することができる。また、板状マグネット片９０の両端部をマグネット保持部５２の縦溝５２０に嵌めた状態において、板状マグネット片９０より半径方向外側にマグネット保持部５２が突出している場合でも、マグネット保持部５２の五角形の頂部に相当する部分は、アウターヨーク４と干渉することがない。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のリニアアクチュエータ１では、外周側でアウターヨーク４を構成している分割ヨーク４０に対する外接円によって、その外径寸法が規定されるが、本形態の分割ヨーク４０の外周面は、周方向の両端部分４０１、４０３が周方向の中央部分４０２よりも径方向内側に凹んでいるため、分割ヨーク４００に対する外接円が小さい。従って、リニアアクチュエータ１の外径寸法を縮小できる。また、複数の分割ヨーク４０の各外周面において、周方向の両端部分４０１、４０３は、周方向の中央部分４０２よりも段差４００を介して半径方向内側に凹んでおり、かかる構造であれば、磁性板を積層して分割ヨーク４０を製作する際、磁性板をずらすことにより構成できる。それ故、アウターヨークを構成する分割ヨークの外周面を円弧状に形成する場合と違って、生産性を低下させることなくデッドスペースを縮小することができる。また、このような構成によれば、アウターヨーク自身あるいはアウターヨークの内側に配置されている部材を小型化する必要がないので、高い出力を維持することができる。

（その他の実施形態）
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明を適用したリニアアクチュエータに使用される板状マグネット片の平面図である。

上記形態において、板状マグネット片９０は、図８（Ａ）に示すように、インナーヨーク３と対向する面が平面に成形され、アウターヨーク４と対向する面が曲面形状に成形されていたが、図８（Ｂ）に示すように、アウターヨーク４と対向する外面に段差９５を付すことにより、周方向の両端部分９０１、９０３を周方向の中央部分９０２よりも半径方向内側に凹ませて、アウターヨーク４の内周面の形状に対応させてもよい。図８（Ｃ）に示すように、アウターヨーク４と対向する外面に斜面９６を付すことにより、周方向の両端部分９０１、９０３を周方向の中央部分９０２よりも半径方向内側に凹ませて、アウターヨーク４の内周面の形状に対応させてもよい。

なお、上記形態では、アウターヨーク４を８つの分割ヨーク４０により構成したが、アウターヨーク４の分割数については８つに限定されるものではない。また、アウターヨーク４を構成する分割ヨーク４０を３つのブロック体４０１、４０２、４０３で構成したが、３つ以上のブロック体で構成してもよく、ブロック体の間に隙間を設けてもよい。

［ポンプ装置並びにコンプレッサー装置への搭載例］
本発明を適用したリニアアクチュエータ１については、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して説明するように、ポンプ装置並びにコンプレッサー装置に適用できる。

図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したエアーポンプ装置の平面図、断面図、および底面図であり、図９（Ｂ）において、リニアアクチュエータ１に相当する部分は太線で囲ってある。

図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、本形態のエアーポンプ装置１００では、リニアアクチュエータ１の可動体５に対して作動軸１１０の基端側がワッシャ１５１、１５２を介してナット１５３で連結され、作動軸１１０は、インナーヨーク３を保持するフレーム２の穴１６を貫通する状態にある。作動軸１１０の基端側は、フレーム２に保持された軸受１５４によって支持され、かつ、作動軸１１０の周りには２本のスプリング１６１、１６２が装着されている。２本のスプリング１６１、１６２のうち、作動軸１１０の基端側に装着されたスプリング１６１は、フレーム２の穴１６内に形成されている段差１７と、作動軸１１０に装着されたＥ型止め輪１６３で両端が支持され、作動軸１１０の先端側に装着されたスプリング１６２は、Ｅ型止め輪１６３と、フレーム２の底部に固定されたスプリング押さえ１６４とによって両端が支持されている。

フレーム２の底部には、エアー吸い込み口１７１およびエアー吐出口１７２を備えたケース１７０がボルト１７３で固定され、エアー吸い込み口１７１にはフィルタ１７４が装着されている。ケース１７０の内側にはシリンダケース１２０が配置され、シリンダケース１２０の底部において、エアー吸い込み口１７１と対峙する部分には、バルブ押さえ１４３によってバルブ１４１が固定され、エアー吐出口１７２と対峙する部分にはバルブ押さえ１４４によってバルブ１４２が固定されている。

シリンダケース１２０の内部は、シリンダケース１２０の底部との間にシリンダ室１２２を構成するピストン１３０が配置され、このピストン１３０の側面には、シリンダケース１２０の内周側面との気密を確保するための加圧リング１３５が装着されている。

ピストン１３０に対しては、作動軸１１０の先端部分がワッシャ１３７、１３８およびＯリング１３６を介してナット１３９で固定されており、作動軸１１０の振動によって、ピストン１３０が軸線方向に駆動される。従って、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の基端側（図面に向かって上方）に移動すると、エアー吸い込み口１７１からシリンダ室１２２内に空気が吸い込まれ、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の先端側（図面に向かって下方）に移動すると、シリンダ室１２２内の空気がエアー吐出口１７２から吐出される。また、このような作動軸１１０の振動に対してスプリング１６１、１６２が共振するので、小型のリニアアクチュエータ１を用いたエアーポンプ装置１００であっても、優れたポンプ特性を備えている。

本発明を適用したリニアアクチュエータの斜視図である。 図１に示すリニアアクチュエータをステータ部と可動体とに分解したときの斜視図である。 本発明を適用したリニアアクチュエータの横断面図である。 本発明を適用したリニアアクチュエータの右半分を切り欠いて示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの動作を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は各々、本発明を適用したリニアアクチュエータに用いたインナーヨークの説明図、およびアウターヨークを構成する分割ヨークの説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの可動体側の平面図、縦断面図、底断面図、板状マグネット片の斜視図、およびマグネット保持部の拡大平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明を適用したリニアアクチュエータに使用される板状マグネット片の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したエアーポンプ装置の平面図、断面図、および底面図である。 従来のリニアアクチュエータの説明図である。

符号の説明

１ リニアアクチュエータ
３ インナーヨーク
４ アウターヨーク
５ 可動体
６ 第１の隙間
７ 第２の隙間
８ コイル
９ マグネット
４０ 分割ヨーク
４１ 第１のアウターヨーク部材
４２ 第２のアウターヨーク部材
９０ 板状マグネット片
４００ 段差
４０１、４０３ 分割ヨークの両端部分
４０２ 分割ヨークの中央部分
４１１、４１２、４１３ ブロック体

Claims (8)

1. 略環状のインナーヨークと、該インナーヨークとの間に軸線方向で離間する第１の隙間および第２の隙間を形成するように当該インナーヨークに対向配置された略環状のアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウターヨークを磁路として前記第１の隙間および前記第２の隙間に交番磁界を発生させるコイルと、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間にマグネットを備え、前記交番磁界に連動して軸線方向に往復駆動される可動体とを有するリニアアクチュエータにおいて、
   前記アウターヨークは、多角形の辺部分を構成するように周方向で分割された複数の分割ヨークからなり、
   当該分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも段差を介して半径方向内側に凹んでいることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 請求項１において、前記コイルは、前記インナーヨークの周りを囲むように巻回され、
   前記アウターヨークは、前記コイルの外周側に位置する部分から当該コイルの両端面を通って当該コイルの内側に延びて、先端側には、前記インナーヨークの外周面に対向して前記第１の隙間を構成する第１の対向部分と、前記インナーヨークの外周面に対向して前記第２の隙間を構成する第２の対向部分とを備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
3. 請求項１または２において、前記複数の分割ヨークは、同一形状の磁性板を複数枚、周方向に積層した積層体からなり、
   当該分割ヨークでは、前記磁性板を半径方向にずらして積層することにより、当該分割ヨークの外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分よりも半径方向内側に凹んでいることを特徴とするリニアアクチュエータ。
4. 請求項３において、前記複数の分割ヨークは、前記磁性板を複数枚、略完全に重ねた複数のブロック体から構成され、
   当該複数のブロック体のうち、前記分割ヨークの周方向の両端部分に配置されるブロック体は、周方向の中央部分に配置されるブロック体よりも半径方向内側に配置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
5. 請求項３または４において、前記マグネットは、前記複数の分割ヨークの各々に対向する複数の板状マグネット片からなり、
   当該板状マグネット片において前記アウターヨークの内周面と対向する外周面は、周方向の両端部分が周方向の中央部分より半径方向内側に凹んだ形状を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
6. 請求項５において、前記板状マグネット片は、周方向の両端部分における前記アウターヨークとの隙間を周方向の中央部分における前記アウターヨークとの隙間よりも広くする形状を備え、
   前記可動体は、前記板状マグネット片の両端部分が各々装着される縦溝を備えたマグネット保持体を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載したリニアアクチュエータを搭載したことを特徴とするポンプ装置。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載したリニアアクチュエータを搭載したことを特徴とするコンプレッサー装置。

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